Retas e Planos - Escola Secundária Anselmo de Andrade

ESCOLA SECUNDÁRIA COM 2º E 3º CICLOS ANSELMO DE ANDRADE
9º ANO
ANO LECTIVO 2011-2012
Geometria no Espaço
NOME: _________________________________________________ Nº _____ TURMA: _____
Geometria é o ramo da Matemática que estuda as propriedades e as relações entre pontos, rectas, curvas e
superfícies, no plano e no espaço.
Euclides foi um matemático que viveu em Alexandria, Egipto e que se distinguiu no séc. III A.C.. Escreveu uma obra
famosa intitulada “ Elementos “ constituída por 13 volumes. Esta obra continua a ser a base do estudo da Geometria
Euclidiana (geometria que tem por base os axiomas de Euclides).
Geometria no Espaço é a parte da geometria que estuda as relações sobre as posições de pontos, rectas e planos no
espaço e a sua representação no plano.
De um



modo geral, em Geometria, representam-se:
os pontos  por letras maiúsculas
as rectas  por dois dos seus pontos, ou por letras minúsculas
os planos  por letras gregas como  ,  ,  , .....
Rectas e planos são conjuntos ilimitados de pontos e por isso, nunca se
B
podem representar completamente.
Convencionou-se representar um plano por um paralelogramo e designar-se
C
A
por uma letra grega ( , , ,...) ou por três dos seus pontos, não

colineares.
Conceitos primitivos são aqueles que não carecem de definição, ou seja, que se imaginam intuitivamente (não se
definem).
Termos primitivos são aqueles que designam os conceitos primitivos. (exemplo: ponto, recta, plano).
Termos derivados são aqueles que precisam de definição. (exemplo: semi-reta; segmento de reta; ângulo; polígono;
triângulo, etc.).
Axiomas são afirmações cuja veracidade se aceita como evidente (sem prova).
Euclides, a partir de um conjunto de conceitos primitivos, definições e axiomas, deduz toda uma série de
propriedades que demonstra logicamente (TEOREMAS).
Teorema é uma afirmação que para ser aceite precisa de ser demonstrada (a partir de axiomas aceites e outros
teoremas).
Num teorema é necessário distinguir:
 Hipótese  Do que partimos num teorema (proposição de partida, que se considera verdadeira).
 Tese
 Onde queremos chegar num teorema (proposição que se pretende provar).
AXIOMAS
Dois pontos definem uma reta.
Três pontos não colineares (não pertencentes à mesma reta) definem um plano.
Uma reta com dois pontos num mesmo plano está contida nesse plano.
Axioma de Euclides: Por um ponto exterior a uma reta passa uma e só uma reta paralela à reta dada.
A intersecção de dois planos, não paralelos, é uma reta.
(1) Diz, justificando, o valor lógico de cada uma das proposições:
(1.1) Numa recta existem dois pontos.
(1.2) Um ponto divide uma recta em duas semi-rectas.
(1.3) Os vértices de um triângulo definem um plano.
(2) Considera, no plano , as rectas PQ e RS, que se intersectam no ponto I.
(2.1) Justifique que os pontos P, I e S definem um plano.
P
(2.2) A recta RQ está ou não contida em ?
(2.3) Seja T um ponto, tal que T  . Justifique que:
(2.3.1) Há um único plano a que pertencem os pontos T, S, e P;
(2.3.2) Há uma recta paralela a RS à qual pertence o ponto T.
Posição relativa de dois planos no espaço
Paralelos
Estritamente paralelos
Coincidentes
Dois planos no espaço podem ser
Perpendiculares
Concorrentes
Oblíquos
Dois planos quando são PARALELOS podem ser:
 Estritamente paralelos ou não coincidentes se não têm nenhum ponto
em comum.
Os planos β e µ são paralelos.

Coincidentes se têm todos os pontos em comum.
Os planos β e µ são coincidentes.
Dois planos são CONCORRENTES ou secantes se têm uma única recta em comum.

Dois planos são concorrentes perpendiculares se dividem o espaço em
quatro secções iguais.
Os planos β e µ são concorrentes perpendiculares.

Dois planos são concorrentes oblíquos se dividem o espaço em quatro
secções diferentes.
Os planos β e µ são concorrentes oblíquos.
R
S
I
Q

Posição relativa entre retas e planos no espaço
Estritamente paralela
Paralela
Aposta
Uma recta em relação a um plano pode ser
Perpendicular
Concorrente
Oblíqua
Uma recta que é PARALELA pode ser:

Estritamente paralela a um plano se não tem nenhum ponto em comum
com o plano.
A reta r é paralela ao plano α.

Aposta a um plano se está contida no plano, ou seja, se pertence
ao plano.
A reta r está contida no plano α.
Uma recta é CONCORRENTE ou SECANTE a um plano se tem um único ponto em
comum com o plano.

Uma recta é concorrente perpendicular a um plano se é perpendicular a
todas as rectas contidas no plano.

Uma recta é concorrente oblíqua a um plano se é oblíqua a todas as
rectas contidas no plano.
A reta r é secante (concorrente) ao plano α.
Posição relativa entre duas retas no espaço
Paralelas
Estritamente paralelas
Coincidentes
Complanares
Perpendiculares
Concorrentes
Duas rectas no espaço podem ser
Não complanares
Duas rectas são complanares se estão situadas no mesmo plano.
Duas rectas são não complanares se não estão situadas no mesmo plano.
Oblíquas
r
Duas rectas são NÃO COMPLANARES se não estão situadas no mesmo plano, ou seja, as
retas não complanares não têm nenhum ponto em comum e não são paralelas.
Não se consegue arranjar nenhum plano que
s
contenha simultaneamente a reta r e a reta s.
Duas rectas são COMPLANARES se estão situadas no mesmo plano.
PARALELAS

r
Duas rectas são estritamente paralelas ou não coincidentes se não
s

têm nenhum ponto em comum.
A reta r e a reta s não têm pontos em comum.

r s=
Duas rectas são coincidentes se têm todos os pontos em comum.
A reta r e a reta s têm todos os pontos em comum.
r= s
r  s=r  s

CONCORRENTES
Duas rectas são concorrentes ou secantes se têm um único ponto em comum.

Duas rectas são concorrentes perpendiculares se dividem o plano
s
r
em quatro ângulos iguais (rectos).

A reta r e a reta s têm um ponto em comum e formam entre si
um ângulo de 90º.

Duas rectas são concorrentes oblíquas se dividem o plano em
quatro ângulos diferentes.

r
A reta r e a reta s têm um ponto em comum e formam entre si
s
um ângulo diferente de 90º.
Modos de definir um plano
Um plano fica definido por:

Três pontos não colineares (não alinhados).

Um ponto e uma reta que não o contenha.

Duas retas paralelas não coincidentes.

Duas retas concorrentes.
(3) Quantos planos podem passar por:
(3.1) Um ponto no espaço?
(3.5) Uma reta no espaço?
(3.2) Dois pontos no espaço?
(3.6) Uma reta e um ponto exterior à
(3.3) Três pontos no espaço?
recta?
(3.4)
Três
pontos
no
colineares (não alinhados)?
espaço
não
(3.7) Duas retas paralelas?
(3.8) Duas retas concorrentes?
(4) Indica, justificando, se são verdadeiras ou falsas as proposições seguintes:
(4.1) Duas retas sem pontos comuns são paralelas.
(4.2) Duas retas concorrentes são complanares.
(4.3) Duas retas complanares são concorrentes.
(4.4) Os quatro vértices de um quadrado  LUIS  definem quatro retas paralelas.
(4.5) Duas retas definem sempre um plano.
Os critérios são teoremas que utilizamos para justificar o paralelismo ou perpendicularidade entre rectas e planos ou
entre planos.
Critérios de paralelismo entre reta e plano
(5) A figura representa um
paralelepípedo retângulo.
Justifica que a reta EF é
paralela à face [ABCD].
G
B
A
E
H
F
Critérios de paralelismo entre planos
C
D
Critérios de perpendicularidade entre reta e plano
Num prisma triangular regular reto, cada aresta é perpendicular às bases. Porquê?
Observa o paralelepípedo da figura.
 A reta AC é perpendicular à reta CD do plano BCD e, no
entanto, não é perpendicular ao plano, pois teria de ser
perpendicular a duas retas concorrentes e não a uma só.
(Ler critério).

Podemos afirmar que a reta AB é perpendicular ao plano
BCD porque é perpendicular a duas retas do plano: BE e
BC.
Critérios de perpendicularidade entre planos